[发明专利]多孔颗粒掺杂的聚酰亚胺中空纤维膜、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种多孔性颗粒掺杂的聚酰亚胺中空纤维膜，其特征在于，包括作为基质的聚酰亚胺和作为掺杂的多孔性颗粒。

2.根据权利要求1所述的多孔性颗粒掺杂的聚酰亚胺中空纤维膜，其中所述多孔性颗粒为金属框架材料(MOFs)、介孔材料和微孔分子筛中的一种或其组合。

3.根据权利要求2所述的多孔性颗粒掺杂的聚酰亚胺中空纤维膜，其中所述金属框架材料(MOFs)为Cu₃(BTC)₂、MOF-5或MIL-53，所述介孔材料为MCM-41或SBA-15，所述微孔分子筛为ZSM-5、5A或13X。

4.根据权利要求1所述的多孔性颗粒掺杂的聚酰亚胺中空纤维膜，其中所述聚酰亚胺为芳香基聚酰亚胺。

5.根据权利要求1所述的多孔性颗粒掺杂的聚酰亚胺中空纤维膜，其中所述多孔性颗粒的平均有效直径为200～800纳米，所述多孔性颗粒在所述中空纤维膜中的质量分数为2～10％，所述多孔性颗粒的孔径为0.5～6.5纳米。

6.权利要求1所述多孔性颗粒掺杂的聚酰亚胺中空纤维膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将多孔性颗粒加入到聚酰胺酸溶液中，充分搅拌，得到分散均匀的纺丝液，纺丝液经脱泡处理；

2)采用干-湿法纺制，将纺丝液从喷丝头挤出，进入凝固浴中固化，得到中空纤维膜坯；

3)将中空纤维膜坯浸入去离子水浴中；

4)自然干燥后，控制升温程序进行热亚胺化处理，得到多孔性颗粒掺杂的聚酰亚胺中空纤维膜。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其中所述聚酰胺酸在所述纺丝液中的质量分数为10～40％。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其中所述多孔性颗粒的平均有效直径为200～800纳米，所述多孔性颗粒在所述中空纤维膜中的质量分数为2～10％，所述多孔性颗粒的孔径为0.5～6.5纳米。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其中步骤2)中所述纺丝液的中间还流经一股心液。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其中步骤2)中所述纺丝液的温度为20～50℃，挤出的压力为0.1～0.5兆帕，所述心液为去离子水，流速为2～6毫升/分钟，所述凝固浴温度为0～5℃。

11.根据权利要求6所述的制备方法，其中所述热亚胺化处理的温度为200～300℃，所述升温程序采用逐级升温模式。

12.权利要求1所述多孔性颗粒掺杂的聚酰亚胺中空纤维膜在气体分离中的应用。